浙大教授杂志发表论文揭示超级害虫入侵新机制

　　中新浙江网11月9日电 (童静宜 通讯员 单泠 周炜)被列为全球100种最危险入侵生物之一的B型烟粉虱，其强大的入侵能力源于它的一项极具威力的行为机制——“非对称交配互作”。浙江大学昆虫科学研究所、中国农业科学院植物保护研究所与澳大利亚同行的合作研究首次发现了这一机制，被《科学》杂志评价为入侵生物学领域的开拓性工作，将对这一学科的发展起到显著的推动作用，相关论文《非对称交配互作驱动一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》11月8日发表在该杂志“科学特快”栏目。浙江大学刘树生教授是论文的第一作者兼通讯作者。

　　研究发现，“非对称交配互作”是B型烟粉虱入侵的一个关键机制，它促进B型烟粉虱数量增长的同时压抑土著烟粉虱种群增长，促进B型烟粉虱迅速入侵和扩张，取代危害性不大的土著烟粉虱。这一成果为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律，以及对其进一步入侵和地域扩张的预警提供了重要的理论基础，同时昆虫学、农学、动物行为学、进化生物学等学科领域也会从中得到启迪。

　　日前，《科学》杂志编辑部对刘树生教授做了电话专访，相关报道同时在《科学》杂志网站(www.sciencemag.org)上登载。

　　“超级害虫”严重危害全球种植业

　　B型烟粉虱起源于地中海-小亚细亚地区，伴随一品红等植物的运输被人为传播，已迅速入侵到世界各地。入侵后，这种害虫种群迅速增长并扩张，大量取食危害番茄、烟草、棉花等数十种重要经济作物，传播双生病毒引发植物病毒病蔓延成灾，取代危害性不大的土著烟粉虱导致本地生物灭绝，严重危害种植业的持续发展和食品安全。1991年，《科学》杂志记者撰文报道B型烟粉虱在美国暴发成灾的新闻，称其为“超级害虫”，从此便成为国际科学界公认的称呼。B型烟粉虱也成为际科技界有史以来唯一被冠以“超级害虫”称谓的昆虫。

　　由于该入侵生物近年来陆续在北美洲、南美洲、亚洲、大洋洲许多国家和地区造成大片作物严重减产和绝收，许多国家的科学家一直在探索其超级入侵本能的奥秘，以深入了解其入侵过程和机制，为准确预警和治理提供新思路。全球科学家为此要每五年召开一次学术会议，探讨B型烟粉虱的入侵机制和防治办法。

　　揭示害虫入侵的行为机制

　　刘树生教授领衔的科研团队于1995-2006年间在中国浙江、澳大利亚昆士兰共40多个地点进行野外系统采样调查，用分子标记鉴别B型烟粉虱和土著烟粉虱，详细记录B型烟粉虱的入侵以及对土著烟粉虱的取代。同时利用笼罩等设备建立烟粉虱实验种群，对B型烟粉虱的入侵和取代过程进行模拟和分析。在研究过程中，设计了一套独特的录像系统来观察和分析烟粉虱的交配行为，使烟粉虱一天24小时的一举一动都在他们的监视之下，因而能详细观察到烟粉虱在植物上的活动、求偶交配行为以及B型烟粉虱与土著烟粉虱之间的求偶相互作用。

　　为了获得详尽的行为学数据，课题组用10台摄像机共对1060头烟粉虱做了两万多小时的录像观察，然后应用图像处理软件和监视器，详细记录和分析了这些昆虫的各种行为。

　　观察表明，当B型烟粉虱到达新的地域与土著烟粉虱共存后，虽然它们之间并不能真正的完成交配，但相互间发生一系列的求偶行为及相互作用，使B型烟粉虱的交配频率迅速增加，卵子受精率提高，后代雌性个体比例由独处时的约60%提升到70-80%，种群增长加快；同时B型烟粉虱雄虫又频频向土著烟粉虱雌虫求爱，干扰土著烟粉虱雌雄之间的交配，使后者交配频率下降，后代雌性比由独处时的约50%下降到20-40%，压抑其种群增长。

　　刘树生介绍，由于这种求偶互作在B型烟粉虱与土著烟粉虱之间的作用是对一方有利而对另一方有害，他们将这一行为机制称之为“非对称交配互作”。刘树生说，这种机制是入侵者的一种重要内在潜能，当入侵者到达新地域与土著近缘生物共存产生互作，激发这一潜能迅速发挥作用，驱动其入侵和对土著生物的取代过程。

　　《科学》杂志的论文评审专家认为，这一研究综合应用生态学、行为学、分子生物学等领域的方法，将广泛系统的野外调查、巧妙的实验种群试验和独特且详细的行为观察有机地结合应用，而且研究在位于中国和澳大利亚的两个地理区同时进行，设计之巧妙，数据之系统和完整，在入侵生物学研究领域实属罕见，所做的结论令人信服。

　　加强入侵生物的预警和治理

　　“这一入侵害虫目前正给中国的农业和环境造成很严重的破坏。由于中国的农业比许多发达国家的更脆弱，我预计其带来的损害会更严重、而且会持续多年。我们刚做了3天的大田调查，很痛心地看到由于这个害虫以及它传播的病毒的危害，浙江省许多种植西红柿的菜农今年面临绝收”。刘树生说，入侵烟粉虱及其所传植物双生病毒是我国种植业今后较长一段时间内必须有效应对的重大挑战。一方面，有必要深入研究了解该害虫入侵危害的生理机制和分子机制，为抗虫抗病育种等应用基础研究提供坚实的理论和物质基础；另一方面，必须加大生物防治、物理防治、生态调控等方法的研发和推广力度，抑制该入侵生物及其所传病毒的暴发势头，保护我国高效生态农业的持续发展。

　　课题组近年来对B型烟粉虱及其所传病毒病在我国的发生危害趋势多次发出了准确的预警，为农业管理和推广部门应对这一入侵生物的严重挑战提供了学术支撑。他们依据该害虫的入侵危害规律，针对番茄等作物发展构建了因地制宜的防控方法，经在温州等地示范推广，证明对防治B型烟粉虱及其所传病毒病的危害，经济安全、行之有效。

　　据介绍，浙江温州苍南等番茄地使用了“清洁田园预备无病虫苗床—防虫网培育无虫苗—悬挂黄色胶板粘杀成虫—适时使用高效低毒农药杀灭害虫”的综合防虫技术，不仅能降低70%的农药用量，而且防虫效果非常好，急需加大推广力度，使其在生产中得到普遍应用。同时，刘树生教授的合作伙伴，澳大利亚CSIRO昆虫研究所的P. J. De Barro在引入天敌防治烟粉虱方面有着多年的经验，明年他将把这些措施介绍到中国并开展相关合作研究。(完)